張勁英

摘 要：文章通過闡述高速切削數(shù)控機床在機械、模具行業(yè)的廣泛應(yīng)用來導(dǎo)入機床的驗收流程，突出機床驗收是用戶購買到合格機床的重要保障，針對職業(yè)院校在高速切削數(shù)控機床驗收經(jīng)驗少的特點，提出一些參考性的意見，以避免采購者在購買機床時因機床制造質(zhì)量問題所造成的不必要的損失。

關(guān)鍵詞：高速切削；數(shù)控機床；驗收

在機械制造業(yè)飛速發(fā)展的今天，高速切削數(shù)控機床對機械加工過程的生產(chǎn)效率與質(zhì)量產(chǎn)生著不可忽視的巨大影響，其直接決定著零件加工成本的核算。高速切削是指數(shù)控機床在機床剛性、加工精度，重復(fù)定位精度滿足要求的情況下，以高于普通數(shù)控機床10倍以上的加工效率進(jìn)行生產(chǎn)加工的過程。

高速切削數(shù)控機床應(yīng)具有高轉(zhuǎn)速的主軸，高性能CNC控制系統(tǒng)與高精度、高速度的傳輸與檢測系統(tǒng)。當(dāng)前的機械加工要求機床主軸轉(zhuǎn)速越來越高，高轉(zhuǎn)速已成為衡量加工水準(zhǔn)高低的重要標(biāo)志，高質(zhì)量的電主軸取代傳統(tǒng)主軸將是今后高速加工的必然趨勢。但是只有高速主軸并不足以應(yīng)付高速加工要求，更快的零件粗加工過程對提高機械加工效率也占著重要作用，故在兼顧高速主軸的同時，高進(jìn)給率也是高速加工的重要手段，這就要求機床具有高性能CNC控制系統(tǒng)與高精與高速的傳輸與檢測系統(tǒng)。高速切削數(shù)控機床傳輸數(shù)據(jù)的速度比普通型數(shù)控機床傳輸數(shù)據(jù)的速度快上十幾倍，數(shù)據(jù)傳輸采用光纖傳輸，驅(qū)動系統(tǒng)采用直線電機，這樣就不會在機床刀具運行過程中出現(xiàn)卡頓、拐角欠切、甚至死機的現(xiàn)象。

針對高速切削機床的廣泛應(yīng)用與普及，對集機、電、氣、液于一體的高速切削數(shù)控機床的驗收，也逐漸成為大家重視的項目。高速切削數(shù)控機床的驗收是指利用高精度儀器對機床本身的機械、電路、液壓和氣動裝置等的各部分進(jìn)行綜合使用性能、單項使用性能和靜態(tài)及動態(tài)精度檢測的過程，最后給出本機床性能的綜合評估。它是對高速切削數(shù)控機床從設(shè)計到制造再到安裝調(diào)試的質(zhì)量，特別是對高速切削數(shù)控機床性能的總體檢驗，其直接關(guān)系到高速切削機床的功能、加工精度和綜合加工能力的可靠性。但大多數(shù)用戶對高速切削機床的驗收還存在著一定的誤區(qū)，傳統(tǒng)的認(rèn)為機床在新出廠時已經(jīng)做過合格性檢驗，只需要在生產(chǎn)車間進(jìn)行安裝時調(diào)整高速切削數(shù)控機床床身導(dǎo)軌的水平位置，如果試切加工的零件在尺寸精度與位置精度上合格就認(rèn)為高速切削機床通過驗收。這種想法顯然是不全面的。新出廠的高速切削數(shù)控機床在檢驗時僅把加工零件的精度作為考核測試的標(biāo)準(zhǔn)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須對機床本身的幾何與位置精度、加工精度、連續(xù)運轉(zhuǎn)時間、系統(tǒng)穩(wěn)定性及機床溫升等各項做出全面的檢測。只有這樣做才能夠保證高速切削數(shù)控機床今后加工性能的穩(wěn)定度，反之將會對生產(chǎn)加工流程的連續(xù)性造成重大的影響，產(chǎn)生不必要的經(jīng)濟損耗。

1 高速切削數(shù)控機床驗收項目

高速切削數(shù)控機床驗收項目主要包括機床本身的制造精度、位置精度、幾何精度、連續(xù)運轉(zhuǎn)時間、切削精度等項目的檢測，以及機床本身綜合性能指標(biāo)的驗收。

1.1 檢測機床本身的幾何精度

機床本身的幾何精度是機床上各個關(guān)鍵零部件及其組裝完成后的形狀、位置誤差最直觀的反映。檢測高速切削數(shù)控機床的幾何精度主要包含以下幾個內(nèi)容：機床導(dǎo)軌的直線度、刀架運動的平行度與垂直度；主軸旋轉(zhuǎn)的徑向跳動與軸向間隙；工作臺面運動的位置精度與反向間隙；機床絲杠本身的直線度與絲杠的徑向跳動、軸向竄動誤差；工作臺與刀架的重復(fù)定位精度以及第四軸的同軸度與直線度等。被檢測機床本身的幾何精度時許多項目都是相互制約、相互影響的，必須將機床安裝位置確定后一次性調(diào)整完成；若在調(diào)整時出現(xiàn)某一個單項必須經(jīng)過重新調(diào)整后才能符合要求的情況，則機床的每個幾何精度的驗收過程必須重新進(jìn)行。

檢測機床本身的幾何精度時，常用的檢具有：高精密水平儀、直角尺、精密方箱、磁力千分表、測微儀以及高精度主軸芯棒等等。按照各有的檢測條件對機床各項幾何精度進(jìn)行檢測的方法也各不相同，各個檢測項目也略有區(qū)別。同時應(yīng)注意在檢測機床運動坐標(biāo)軸時，為消除檢測中的誤差，應(yīng)將機床通電后各移動坐標(biāo)軸往復(fù)運動多次，在機床預(yù)熱的狀態(tài)下進(jìn)行檢測。

1.2 檢測機床的定位精度

檢測高速切削數(shù)控機床的定位精度是指機床各個可移動坐標(biāo)軸在CNC系統(tǒng)與伺服執(zhí)行機構(gòu)及電機、齒輪的聯(lián)合控制下，機床所達(dá)到的運動精度與出廠合格指標(biāo)的符合程度。機床的定位精度主要取決于CNC數(shù)控系統(tǒng)與伺服執(zhí)行機構(gòu)的數(shù)據(jù)傳送誤差以及機械部件間的傳動誤差，通過試切零件所出現(xiàn)的位置精度誤差能夠反映出機床定位精度的高低。檢測高速切削數(shù)控機床的定位精度主要有以下幾方面內(nèi)容：（1）機床運動的直線定位精度、曲線定位精度及其重復(fù)定位精度。（2）機床運動的回轉(zhuǎn)定位精度及回轉(zhuǎn)角度誤差。（3）機床運動的反向誤差與反向間隙補償誤差。（4）回轉(zhuǎn)運動的反向誤差。（5）過象限定位精度。（6）零點返回位置精度。（7）直線軸運動的失動量。（8）回轉(zhuǎn)軸運動的失動量。

1.3 檢測機床的切削精度

機床的切削精度是由機床本身的制造精度、機床運行中的定位精度、被加工零件的材質(zhì)、所選用切削刀具的材質(zhì)等諸多因素共同影響而形成的一項綜合精度指標(biāo)。對機床的切削精度進(jìn)行檢測時，可以是單項檢測，也可以是綜合項目檢驗。作為單項檢測的內(nèi)容主要有：外型面的加工精度、內(nèi)型面的加工精度、平面的加工精度、曲面的加工精度、螺旋面的加工精度等等。

1.4 檢驗的機床綜合性能

高速切削數(shù)控機床的綜合性能檢測主要包括主傳動系統(tǒng)的性能、進(jìn)給傳動系統(tǒng)的性能、自動換刀系統(tǒng)的性能、定位夾緊裝置的性能、機床自潤滑系統(tǒng)的性能、冷卻系統(tǒng)的性能及各種附屬裝置的性能等等。

2 高速切削數(shù)控機床驗收流程

高速切削數(shù)控機床驗收的可分兩個部分進(jìn)行：機床出廠前的預(yù)驗收和機床采購方終端驗收。

2.1 機床出廠前的預(yù)驗收

為了檢驗機床的工作性能可否滿足采購方對零件的加工質(zhì)量要求及批量生產(chǎn)的要求，機床制造方必須對機床進(jìn)行預(yù)驗收。生產(chǎn)商只有在機床經(jīng)過連續(xù)運轉(zhuǎn)時間檢測、附加載荷實驗以及試切削加工等項目合格后方可對機床進(jìn)行預(yù)先驗收。預(yù)驗收必須包括：試切削零件的精度要求及連續(xù)加工的零件數(shù)量、機床滿負(fù)荷連續(xù)運轉(zhuǎn)時間、機床性能指標(biāo)、安全性、防護(hù)效果等等。高速切削數(shù)控機床預(yù)驗收主要有以下幾方面：（1）機床主要零部件的制造精度是否符合要求。（2）機床的各項參數(shù)及備件數(shù)量是否達(dá)到用戶要求。（3）機床的裝配形狀及位置精度等各項標(biāo)準(zhǔn)是否符合要求。（4）對試切零件進(jìn)行加工，檢查其質(zhì)量是否達(dá)到技術(shù)要求。

預(yù)驗收的合格，該批次機床在采購方與生產(chǎn)商協(xié)商后即可發(fā)往設(shè)備采購方所在地；在此期間生產(chǎn)商應(yīng)負(fù)責(zé)機床在運輸過程中的各種意外損失。當(dāng)設(shè)備到達(dá)目的地后，采購方應(yīng)預(yù)先支付80%的機床購買款。因此，預(yù)驗收對采購方來說是一項非常重要的步驟，不可忽視。

2.2 機床采購方的終端驗收

終端驗收工作主要是由采購方根據(jù)機床出廠合格證上的各項驗收標(biāo)準(zhǔn)及己方實際所擁有的檢測設(shè)備，來檢測機床的各項性能指標(biāo)。此次的檢測數(shù)據(jù)將作為該機床的最原始資料存入采購方的機床技術(shù)檔案中，今后維修時將以此作為原始依據(jù)。高速切削數(shù)控機床的終端驗收應(yīng)按照國家頒布的《高速切削數(shù)控機床的制造與驗收技術(shù)要求》進(jìn)行，若在驗收過程中出現(xiàn)分歧，應(yīng)以國家有關(guān)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，雙方通過和平協(xié)商進(jìn)行解決。終端驗收的過程分為以下幾個步驟：

2.2.1 開箱檢驗

抵達(dá)采購方場地的高速切削數(shù)控機床，設(shè)備管理處應(yīng)及時進(jìn)行機床的卸車與安裝，防止長期擱置戶外所造成的機床電器受潮。相關(guān)人員應(yīng)及時對機床進(jìn)行開箱檢查。參與此項工作的人員應(yīng)包括設(shè)備負(fù)責(zé)人、機床使用者等。開箱檢驗項目的包含：（1）機床裝箱清單；（2）按照裝箱清單清點機床備件的數(shù)量、規(guī)格及其完好程度；（3）機床附帶工具、機械維修文字資料、電器維修圖形資料、機床操作說明書、機床合格證關(guān)鍵文件；（4）檢查主控機、電器柜、工作臺面等有無磕碰、變形與銹蝕等現(xiàn)象，并逐一如實填寫“機床開箱驗收卡”。開箱檢驗時如果發(fā)現(xiàn)有殘件、缺件或工具規(guī)格不符，以及機床遭到嚴(yán)重的碰撞損傷、甚至變形等足以影響機床使用的情況，應(yīng)及時與生產(chǎn)商反映、取證及索賠等。

需要說明的是，一般機床的驗收都是以生產(chǎn)方出廠時的檢驗項目來進(jìn)行的，同時按照購買合同中的技術(shù)協(xié)議或條款中約定的檢驗項目來檢查。機床生產(chǎn)方不會將機床所有配件的配置清單和型號附于協(xié)議中，但購買方可以特殊與其約定一些關(guān)鍵的零部件，如主軸軸承和絲桿等。

2.2.2 外觀檢查

外觀檢查主要包括機床的外觀和電器柜的開箱檢查，指采購方在不使用任何輔助儀器，只通過觀察就可以進(jìn)行的各種檢查。例如：機床鑄件有無損傷，機床外漆有無損傷與脫落，機床各部分是否聯(lián)接可靠，機床電器柜內(nèi)的走線是否零亂，電器控制柜中的數(shù)據(jù)顯示單元、PLC電路板、伺服系統(tǒng)等部件是否有破損，機床防護(hù)裝置是否完好，外部電線是否有無裸漏等等。

2.2.3 機床性能及功能的驗收

（1）機床性能的驗收

機床性能的驗收主要通過機床的試運行，檢查機床各運動部件在啟停和運轉(zhuǎn)過程中有無異常象聲響，主軸旋轉(zhuǎn)有無噪音、皮帶是否打滑、冷卻裝置及防護(hù)裝置是否正常工作。檢查機床硬限位與軟限位裝置是否安全可靠，各運動部件的自保護(hù)功能、電壓欠缺保護(hù)功能、電機過熱或過載自動停機功能等等。

（2）機床功能的驗收

機床所配備的數(shù)控系統(tǒng)因機床類型的不同而各有差異，但同一型號的數(shù)控系統(tǒng)所具有的標(biāo)準(zhǔn)功能是相同的。機床功能的檢測與驗收就是使用者按照隨機配備的機床操作說明書，采用手動或自動的方式檢測設(shè)備所具有的主要功能，如：采用手動操作檢驗手動操作的準(zhǔn)確性；采用點動操作檢驗動作的靈活性及穩(wěn)定性；任選一主軸做啟動、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)的連續(xù)性試驗；主軸無極轉(zhuǎn)速變換試驗；冷卻與潤滑系統(tǒng)檢驗；夾緊裝置的靈活性與可靠性試驗；程序的編輯與輸入試驗；刀具位置補償、間隙補償、螺距補償功能性試驗等。

機床功能檢驗的最好方式是由機床操作者編制一個檢驗程序，讓機床在負(fù)載與空載兩種情況下連續(xù)運行12小時或24小時，檢驗機床各運動項目動作的可行性和平穩(wěn)性，在輕切快跑與重切慢跑兩種方式下充分發(fā)揮機床的極限性能。用于檢驗的程序應(yīng)盡可能把機床的功能全部包括進(jìn)去，以達(dá)到充分檢驗各項功能的效果。需要注意的是當(dāng)生產(chǎn)商所提供的機床零部件質(zhì)量較差時，廠家有可能會通過對機床補償值的調(diào)整來達(dá)到用戶所要求的標(biāo)準(zhǔn)。這種利用軟件參數(shù)調(diào)整來替代更換零部件的方法，降低了機床的維修成本，卻侵害了用戶的利益。最后提醒用戶要檢查機床的串口通訊是否正常，以保證日后生產(chǎn)加工的正常運行。

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